Гра в бога: як людство порушує закони природи

Вчені створили матерію з від’ємною масою й хочуть навчитися робити портали в темну матерію

Людство полюбляє екзотику та легкі рішення. Століттями воно створювало бестіарії, заповнюючи їх вигаданими створіннями, шукаючи паралельно філософський камінь – штуку, що перетворить одну річ на іншу, нічого не вимагаючи натомість.

Подібний підхід властивий і сучасним фізикам, які займаються екзотичною й темною матеріями. Перша з них – будь-яка речовина, що дозволяє, власне, обдурити Всесвіт: вона або порушує фундаментальні закони природи, або складається з невідомих нам баріонів (елементарні частинки, з яких побудовано всю відому людству матерію, включаючи нас самих).

Найвідоміший приклад – тахіон, гіпотетична частинка, що рухається із швидкістю, більшою за світлову

А ще, за деякими спекулятивними теоріями, до створення яких доклав руку навіть Стівен Хокінґ, екзотична матерія – наш шлях до створення «червоточин», які зможуть переносити об’єкти як у просторі, так і в часі.

З темною матерією справи ще гірші: це певна гіпотетична штуковина, яка «розштовхує» Всесвіт в цілому, притягуючи окремі його частини.

Вередлива матерія

Усе описане вище необхідне для того, щоб краще розібратися в кількох нещодавніх відкриттях, що дозволяють наблизитися до розуміння темної та екзотичної матерії.

wp.com

Одне з цих відкриттів зробили вчені Вашингтонського університету. Вони створили ту саму екзотичну матерію. Втім, поки що тільки з одним ефектом: в неї від’ємна вага. Тобто, ви її штовхаєте, а вона, замість підкорятися Другому закону Ньютона й віддалятися, навпаки – наближається.

Для того, щоб це зробити, професору Пітеру Енгельсу та його колегам довелося охолодити атоми рубідію майже до абсолютного нуля (-273 за Цельсієм), перетворивши його на конденсат Бозе-Ейнштейна. Це, до речі, такий собі своєрідний чит-код: саме в бозе-конденсаті ми на власні очі (ну, майже, мікроскоп усе-таки знадобиться) можемо спостерігати квантові ефекти в мікросвіті. Частинки повзають, як черепахи, переходячи часом у хвильовий стан. І рухаються синхронно, утворюючи «суперрідину»: частинка стає хвилею, що під час руху не втрачає енергії.

Вчені використали два типи лазерів – один для охолодження атомів рубідію, а інший для змінювання спінів частинок – і з’ясували, що частина атомів стала прискорюватися в напрямку, протилежному до напрямку «поштовху». «Це нагадує зіткнення атомів рубідію з невидимою стіною» – пояснює один з дослідників, професор Майкл Форбс.

Темний бік сили

З темною матерією все трохи складніше, оскільки ми втручаємося в чисту математику – це єдине, що доводить існування частинок, про які говорять прибічники нової гіпотези.

multiphasialdynamics

Дослідники Інституту фундаментальної науки в Південній Кореї запевняють, що людство зможе зазирнути в «темний сектор фізики» – ті самі, ще не відкриті, а тому й такі привабливі в своїй непоясненності речі на кшталт темних матерій та енергії. Йдеться про «портали темних аксіонів», що звучить як термін із фентезі. Та й працює десь так само.

Самі по собі аксіони – це надлегкі теоретичні частинки, які відкрили (або вигадали – ми поки не знаємо напевне) для того, щоб допомогти фізикам-теоретикам розв’язати кілька математичних проблем зі стандартною моделлю (теоретична конструкція фізики елементарних частинок, що описує їхню електромагнітну, слабку та сильну ядерну взаємодію). «Портал темних аксіонів» поєднує звичайний аксіон із його «темним напарником».

За допомогою цього порталу, наприклад, можна встановити зв’язок між фотоном і «темним фотоном». Все це, звісно, гіпотеза, та наразі вчені розробляють експерименти, які дозволять довести існування аксіонів і темних аксіонів, щоб відкрити шлях до однієї з найбільших загадок у Всесвіті – темної матерії.

multiphasialdynamics.com

Звісно, не варто чекати, що вже завтра ми почнемо телепортуватися Всесвітом і вбивати Гітлера (нічого хорошого з цього однаково не вийде), але ці відкриття вкрай важливі для розвитку фундаментальної науки в цілому. Втім, судячи з прискорення розвитку людства, можливо, вже завтра ми відпочинемо в м’яких променях планетарної системи TRAPPIST-1.

Поділитися: